JP2023068531A - Insulation type dc/dc conversion device, control method therefor, and power conversion system - Google Patents

Insulation type dc/dc conversion device, control method therefor, and power conversion system Download PDF

Info

Publication number
JP2023068531A
JP2023068531A JP2021179716A JP2021179716A JP2023068531A JP 2023068531 A JP2023068531 A JP 2023068531A JP 2021179716 A JP2021179716 A JP 2021179716A JP 2021179716 A JP2021179716 A JP 2021179716A JP 2023068531 A JP2023068531 A JP 2023068531A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
switching
output voltage
smoothing
switching unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021179716A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023068531A5 (en
Inventor
隆章 石井
Takaaki Ishii
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
Priority to JP2021179716A priority Critical patent/JP2023068531A/en
Priority to PCT/JP2022/039143 priority patent/WO2023079972A1/en
Publication of JP2023068531A publication Critical patent/JP2023068531A/en
Publication of JP2023068531A5 publication Critical patent/JP2023068531A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

Abstract

To control a voltage of a smoothing capacitor within a predetermined operation time and in a relatively short time in a simplified configuration in relative to the prior arts in a preparing action prior to operation of an insulation type DC/DC conversion device.SOLUTION: An insulation type DC/DC conversion device comprises: a first smoothing unit including a capacitor for smoothing an input voltage; a switching unit consisting of a transformer for insulation, an inductor, a primary-side switching circuit of the transformer for insulation and a secondary-side switching circuit of the transformer for insulation, the switching unit being configured to switch the smoothed voltage and perform power conversion into a predetermined output voltage; a second smoothing unit including a capacitor for smoothing the power-converted output voltage; and a control unit for controlling a preparing action before starting operating the switching unit. In the preparing action prior to the operation start, the control unit controls the switching unit to regulate the input voltage and the output voltage in such a manner that an inductor current flowing in the inductor becomes less than an upper limit value based on the input voltage and the output voltage.SELECTED DRAWING: Figure 12

Description

本発明は、絶縁型DCDC変換装置とその制御方法、及び電力変換システムに関する。 The present invention relates to an insulated DCDC converter, its control method, and a power conversion system.

従来例の絶縁型DCDC変換装置は、電気的に絶縁するためのトランスの両側にそれぞれ複数のスイッチからなるスイッチング回路を備え、それらの外側にそれぞれ平滑コンデンサを備えて構成されている。当該一対の平滑コンデンサに電位差があると、当該DCDC変換装置の動作時に大きな電流が流れて部品が破壊されるという問題点があった。この問題点を解決するために、運転開始前の動作として一対の平滑コンデンサの電圧を調整する必要があり、例えば、放電時において、スイッチを介して電荷消費用抵抗と接続することで、当該平滑コンデンサの電圧を低下させる。また、充電時は突入電流防止のために、スイッチを介して電荷消費用抵抗と接続していた。 A conventional insulated DCDC converter is configured with switching circuits each comprising a plurality of switches on both sides of a transformer for electrical isolation, and smoothing capacitors on the outsides of the switching circuits. If there is a potential difference between the pair of smoothing capacitors, there is a problem that a large current flows during operation of the DCDC conversion device, and the parts are destroyed. In order to solve this problem, it is necessary to adjust the voltage of the pair of smoothing capacitors as an operation before starting operation. Decrease the voltage on the capacitor. Also, during charging, it is connected to a charge consumption resistor through a switch in order to prevent an inrush current.

例えば、特許文献1では、二つのコンデンサ間に電圧差がある場合でも、DC/DCコンバータを構成する部品に過大な電流を生ずることなく運転を開始できる電力変換装置および制御方法を開示している。この電力変換装置は、一方の直流電力から交流電力を経由して他方の直流電力に変換する絶縁型DC/DCコンバータを備え、絶縁型DC/DCコンバータは、一方の直流電力の第1の導通路に接続された第1のコンデンサと、他方の直流電力の第2の導通路に接続された第2のコンデンサと、交流電力の第3の導通路に流れる電流を抑制する第1の電流制限回路とを備える。具体的には、特許文献1の電力変換装置では、運転開始前の予備充電として入力平滑部と出力平滑部で電位差があると電流制限回路のスイッチをオフにして、限流器に電流が流れ、電流が制限されるように制御している。 For example, Patent Literature 1 discloses a power conversion device and a control method that can start operation without generating an excessive current in components that make up a DC/DC converter even when there is a voltage difference between two capacitors. . This power conversion device includes an insulated DC/DC converter that converts one DC power through AC power into the other DC power, and the insulated DC/DC converter is a first conductor of one DC power. A first capacitor connected to the path, a second capacitor connected to the other DC power second conduction path, and a first current limiter for suppressing current flowing in the AC power third conduction path. circuit. Specifically, in the power conversion device of Patent Document 1, when there is a potential difference between the input smoothing section and the output smoothing section as a preliminary charge before starting operation, the switch of the current limiting circuit is turned off, and current flows through the current limiter. , controlling the current to be limited.

また、特許文献2では、絶縁型DC/DC変換器において、電流検出用センサや過電流防止回路を設けることなく、予備充電時に突入電流を抑制しつつ安全にコンデンサの電圧を充電するための絶縁型DC/DC変換器の制御回路が開示されている。この絶縁型DC/DC変換器の制御回路は、第1コンデンサ電圧と第2コンデンサ電圧の偏差に応じて電圧制御を行う。そして、電圧制御の結果に基づいて、絶縁型DC/DC変換器に備えられた複数の半導体スイッチ素子のゲート信号を生成する。具体的には、特許文献2の絶縁型DC/DC変換器の制御回路は、運転開始前の予備充電として入力平滑部と出力平滑部の電圧偏差に応じて電圧制御を行い、位相差を決めて過電流が流れないように複数の半導体スイッチ素子を制御している。 Further, in Patent Document 2, in an insulated DC/DC converter, insulation for safely charging the voltage of a capacitor while suppressing inrush current during precharging without providing a current detection sensor or an overcurrent prevention circuit A control circuit for a type DC/DC converter is disclosed. The control circuit of this isolated DC/DC converter performs voltage control according to the deviation between the first capacitor voltage and the second capacitor voltage. Then, based on the result of the voltage control, it generates gate signals for a plurality of semiconductor switch elements provided in the insulated DC/DC converter. Specifically, the control circuit of the isolated DC/DC converter of Patent Document 2 performs voltage control according to the voltage deviation between the input smoothing section and the output smoothing section as preliminary charging before starting operation, and determines the phase difference. A plurality of semiconductor switch elements are controlled so that overcurrent does not flow.

特開2017-118806号公報JP 2017-118806 A 特開2021-078274号公報JP 2021-078274 A

しかし、従来例の絶縁型DCDC変換装置においては、電荷消費用抵抗及びスイッチを設ける必要があり、回路のサイズが増大し、また、回路コストが増大するという問題点があった。 However, in the conventional insulated DCDC converter, it is necessary to provide a charge consuming resistor and a switch, which increases the size of the circuit and increases the cost of the circuit.

また、特許文献1の電力変換装置においては、電流制限回路を設ける必要があり、回路のサイズが増大し、また、回路コストが増大するという問題点があった。 Further, in the power conversion device of Patent Document 1, it is necessary to provide a current limiting circuit, which causes the problem that the size of the circuit increases and the cost of the circuit increases.

さらに、特許文献2の絶縁型DC/DC変換器の制御回路においては、制御回路の制御シーケンスが複雑になり、マイクロコンピュータなどに実装した際の処理時間が長くなるという問題点があった。 Furthermore, in the control circuit of the isolated DC/DC converter of Patent Document 2, the control sequence of the control circuit becomes complicated, and there is a problem that the processing time becomes long when the control circuit is implemented in a microcomputer or the like.

本発明の目的は以上の問題点を解決し、絶縁型DCDC変換装置の運転前の準備動作において、従来技術に比較して簡単な構成で、所定の動作時間内で比較的短時間で、平滑コンデンサの電圧を制御することができる絶縁型DCDC変換装置とその制御方法、及び電力変換システムを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and in the preparatory operation before operation of an insulated DCDC converter, the structure is simpler than that of the prior art, and smoothing is achieved within a predetermined operation time in a relatively short time. An object of the present invention is to provide an insulated DCDC converter capable of controlling the voltage of a capacitor, a control method thereof, and a power conversion system.

本発明の一態様に係る絶縁型DCDC変換装置は、
入力電圧を平滑化する第1のコンデンサを含む第1の平滑部と、
絶縁用トランスとインダクタと前記絶縁用トランスの一次側のスイッチング回路と、前記絶縁用トランスの二次側のスイッチング回路とで構成されたスイッチング部であって、前記平滑化された電圧をスイッチングして所定の出力電圧に電力変換するスイッチング部と、
前記電力変換された出力電圧を平滑化する第2のコンデンサを含む第2の平滑部と、
前記スイッチング部を運転開始前の準備動作を制御する制御部とを備えた絶縁型DCDC変換装置であって、
前記制御部は、運転開始前の準備動作において、前記入力電圧及び前記出力電圧に基づいて、前記インダクタに流れるインダクタ電流が所定の上限値未満となるように、前記入力電圧及び前記出力電圧を調整するように前記スイッチング部を制御する。
An insulated DCDC converter according to one aspect of the present invention comprises:
a first smoothing unit including a first capacitor for smoothing an input voltage;
A switching unit composed of an insulating transformer, an inductor, a switching circuit on the primary side of the insulating transformer, and a switching circuit on the secondary side of the insulating transformer, and switches the smoothed voltage. a switching unit that converts power to a predetermined output voltage;
a second smoothing unit including a second capacitor for smoothing the power-converted output voltage;
An insulated DCDC converter comprising a control unit that controls a preparatory operation before starting operation of the switching unit,
The control unit adjusts the input voltage and the output voltage based on the input voltage and the output voltage in a preparatory operation before starting operation so that an inductor current flowing through the inductor is less than a predetermined upper limit value. The switching unit is controlled so as to

従って、本発明の一態様に係る絶縁型DCDC変換装置等によれば、絶縁型DCDC変換装置の運転前の準備動作において、従来技術に比較して簡単な構成で、所定の動作時間内で比較的短時間で、平滑コンデンサの電圧を制御することができる。 Therefore, according to the insulated DCDC converter and the like according to one aspect of the present invention, in the preparatory operation before operation of the insulated DCDC converter, the configuration is simpler than that of the conventional technology, and the comparison can be made within a predetermined operation time. It is possible to control the voltage of the smoothing capacitor in a relatively short time.

実施形態に係る電力変換システムの構成例を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration example of a power conversion system according to an embodiment; FIG. 図1の絶縁型DCDC変換装置2の構成例を示す回路図である。2 is a circuit diagram showing a configuration example of an insulated DCDC converter 2 of FIG. 1; FIG. 図2の制御部10により実行される運転開始前の準備処理を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flow chart showing preparatory processing performed by the control unit 10 of FIG. 2 before operation is started; FIG. 図2の絶縁型DCDC変換装置2において、昇圧スイッチングでインダクタ電流ILが連続し、同期整流ありのときの動作例を示す各信号のタイミングチャートである。3 is a timing chart of each signal showing an operation example when the inductor current IL is continuous in step-up switching and synchronous rectification is performed in the isolated DCDC converter 2 of FIG. 2; 図2の絶縁型DCDC変換装置2において、昇圧スイッチングでインダクタ電流ILが連続し、同期整流なしのときの動作例を示す各信号のタイミングチャートである。3 is a timing chart of each signal showing an operation example when inductor current IL is continuous in step-up switching and synchronous rectification is not performed in the isolated DCDC converter 2 of FIG. 2; 図2の絶縁型DCDC変換装置2において、昇圧スイッチングでインダクタ電流ILが不連続で、同期整流ありのときの動作例を示す各信号のタイミングチャートである。3 is a timing chart of each signal showing an operation example when the inductor current IL is discontinuous in step-up switching and synchronous rectification is performed in the isolated DCDC converter 2 of FIG. 2. FIG. 図2の絶縁型DCDC変換装置2において、昇圧スイッチングでインダクタ電流ILが不連続で、同期整流なしのときの動作例を示す各信号のタイミングチャートである。3 is a timing chart of each signal showing an operation example when the inductor current IL is discontinuous in step-up switching and there is no synchronous rectification in the isolated DCDC converter 2 of FIG. 2; 図2の絶縁型DCDC変換装置2において、昇圧スイッチングでインダクタ電流ILが最大値であって、インダクタ電流ILが連続であるときのインダクタ電流ILのタイミングチャートである。3 is a timing chart of the inductor current IL when the inductor current IL is at the maximum value in step-up switching and the inductor current IL is continuous in the isolated DCDC converter 2 of FIG. 2; 図2の絶縁型DCDC変換装置2において、昇圧スイッチングでインダクタ電流ILが最大値であって、インダクタ電流ILが不連続であるときのインダクタ電流ILのタイミングチャートである。3 is a timing chart of the inductor current IL when the inductor current IL is at the maximum value in step-up switching and the inductor current IL is discontinuous in the isolated DCDC converter 2 of FIG. 2; 図2の絶縁型DCDC変換装置2において、降圧スイッチングでインダクタ電流ILが連続し、同期整流ありのときの動作例を示す各信号のタイミングチャートである。3 is a timing chart of each signal showing an operation example when inductor current IL is continuous in step-down switching and synchronous rectification is performed in the isolated DCDC converter 2 of FIG. 2; 図2の絶縁型DCDC変換装置2において、降圧スイッチングでインダクタ電流ILが連続し、同期整流なしのときの動作例を示す各信号のタイミングチャートである。3 is a timing chart of each signal showing an operation example when the inductor current IL is continuous in step-down switching and without synchronous rectification in the isolated DCDC converter 2 of FIG. 2; 図2の絶縁型DCDC変換装置2において、降圧スイッチングでインダクタ電流ILが不連続で、同期整流ありのときの動作例を示す各信号のタイミングチャートである。FIG. 3 is a timing chart of each signal showing an operation example when the inductor current IL is discontinuous in step-down switching and synchronous rectification is performed in the isolated DCDC converter 2 of FIG. 2 ; FIG. 図2の絶縁型DCDC変換装置2において、降圧スイッチングでインダクタ電流ILが不連続で、同期整流なしのときの動作例を示す各信号のタイミングチャートである。3 is a timing chart of each signal showing an operation example when the inductor current IL is discontinuous in step-down switching and there is no synchronous rectification in the isolated DCDC converter 2 of FIG. 2; 図2の絶縁型DCDC変換装置2において、降圧スイッチングでインダクタ電流ILが最大値であって、インダクタ電流ILが連続であるときのインダクタ電流ILのタイミングチャートである。3 is a timing chart of the inductor current IL when the inductor current IL is at the maximum value in step-down switching and the inductor current IL is continuous in the isolated DCDC converter 2 of FIG. 2; 図2の絶縁型DCDC変換装置2において、降圧スイッチングでインダクタ電流ILが最大値であって、インダクタ電流ILが不連続であるときのインダクタ電流ILのタイミングチャートである。3 is a timing chart of the inductor current IL when the inductor current IL is at the maximum value in step-down switching and the inductor current IL is discontinuous in the isolated DCDC converter 2 of FIG. 2; 図2の制御部10により実行される前置充電制御処理(概要制御フロー)を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flow chart showing a pre-charging control process (outline control flow) executed by control unit 10 in FIG. 2 ; FIG. 図2のスイッチング部9により実行される充放電制御モードのテーブルを示す図である。3 is a diagram showing a table of charge/discharge control modes executed by a switching unit 9 of FIG. 2; FIG. 図2の制御部10により実行される前置充電制御処理(詳細制御フロー)の第1の部分を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a first part of a pre-charging control process (detailed control flow) executed by control unit 10 of FIG. 2; FIG. 図2の制御部10により実行される前置充電制御処理(詳細制御フロー)の第2の部分を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a second part of a pre-charge control process (detailed control flow) executed by control unit 10 of FIG. 2; FIG. 図2の制御部10により実行される前置充電制御処理(詳細制御フロー)の第3の部分を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a third part of a pre-charging control process (detailed control flow) executed by control unit 10 of FIG. 2; 図2の絶縁型DCDC変換装置2のシミュレーション結果であって、各信号のタイミングチャートである。It is a simulation result of the insulation type DCDC converter 2 of FIG. 2, Comprising: It is a timing chart of each signal. 変形例に係る電力変換システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the power conversion system which concerns on a modification.

以下、本発明に係る実施形態及び変形例について図面を参照して説明する。なお、同一又は同様の構成要素については同一の符号を付している。 Hereinafter, embodiments and modifications according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code|symbol is attached|subjected about the same or similar component.

(実施形態)
図1は実施形態に係る電力変換システムの構成例を示すブロック図である。図1において、実施形態に係る電力変換システムは、例えば電気自動車(EV)などに搭載される蓄電池1と、絶縁トランスを有し蓄電池1からの直流電圧を所定の直流電圧に変換する絶縁型DCDC変換装置2と、絶縁型DCDC変換装置2からの直流電圧をスイッチングすることで交流電圧に変換して電力系統又は負荷4のうちの負荷に出力するDCACインバータ装置3とを備えて構成される。ここで、電力系統又は負荷4は、連系運転時は電力系統4となり、自立運転時は負荷4になる。
(embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a power conversion system according to an embodiment. In FIG. 1, the power conversion system according to the embodiment includes, for example, a storage battery 1 mounted on an electric vehicle (EV), and an insulated DCDC that has an isolation transformer and converts the DC voltage from the storage battery 1 into a predetermined DC voltage. It comprises a conversion device 2 and a DCAC inverter device 3 that converts a DC voltage from the insulated DCDC conversion device 2 into an AC voltage by switching and outputs the AC voltage to a load of the electric power system or the load 4 . Here, the power system or the load 4 becomes the power system 4 during interconnected operation, and becomes the load 4 during isolated operation.

図1において、蓄電池1の放電時には、絶縁型DCDC変換装置2は、蓄電池1から出力される直流電圧を交流電圧にDCAC変換した後、交流電圧を直流電圧にACDC変換して出力し、いわゆる昇降圧コンバータ装置を構成する。DCACインバータ装置3は直流電圧を交流電圧に変換して、連系運転時は電力系統4に出力し、自立運転時は負荷4に出力する。 In FIG. 1, when the storage battery 1 is discharged, the insulated DCDC converter 2 converts the DC voltage output from the storage battery 1 into an AC voltage, and then ACDC-converts the AC voltage into a DC voltage for output. It constitutes a pressure converter device. The DCAC inverter device 3 converts a DC voltage into an AC voltage and outputs it to the power system 4 during grid-connected operation and to the load 4 during isolated operation.

図2は図1の絶縁型DCDC変換装置2の構成例を示す回路図である。図2において、絶縁型DCDC変換装置2は、各一対の端子T11,T12;T13,T14の間において、
(1)制御部10により制御されるスイッチSW1,SW2と、
(2)端子T11,T12間の電圧V1を検出して、検出電圧V1を制御部10に出力する電圧検出部11と、
(3)第1の平滑部である平滑コンデンサC1と、
(4)スイッチング回路7,8と、インダクタLと、一次巻線L1及び二次巻線L2を有する絶縁用トランスTRと、電流検出部13とを含むスイッチング部9と、
(5)第2の平滑部である平滑コンデンサC2と、
(6)端子T13,T14間の電圧V2を検出して、検出電圧V2を制御部10に出力する電圧検出部12と、
を備えて構成される。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of the insulated DCDC converter 2 of FIG. In FIG. 2, the insulated DCDC converter 2 has, between each pair of terminals T11, T12; T13, T14,
(1) switches SW1 and SW2 controlled by the control unit 10;
(2) a voltage detection unit 11 that detects a voltage V1 between the terminals T11 and T12 and outputs the detected voltage V1 to the control unit 10;
(3) a smoothing capacitor C1 as a first smoothing unit;
(4) a switching unit 9 including switching circuits 7 and 8, an inductor L, an insulating transformer TR having a primary winding L1 and a secondary winding L2, and a current detection unit 13;
(5) a smoothing capacitor C2 as a second smoothing unit;
(6) a voltage detection unit 12 that detects the voltage V2 between the terminals T13 and T14 and outputs the detected voltage V2 to the control unit 10;
configured with

ここで、端子T11はスイッチSW1を介して、電圧検出部11の一端、平滑コンデンサC1の一端及びスイッチング回路7の一端に接続され、端子T12はスイッチSW2を介して、電圧検出部11の他端、平滑コンデンサC1の他端及びスイッチング回路7の他端に接続される。また、端子T13は電圧検出部12の一端、平滑コンデンサC2の一端及びスイッチング回路8の一端に接続され、端子T14は電圧検出部12の他端、平滑コンデンサC2の他端及びスイッチング回路8の他端に接続される。 Here, the terminal T11 is connected to one end of the voltage detection section 11, one end of the smoothing capacitor C1 and one end of the switching circuit 7 via the switch SW1, and the terminal T12 is connected to the other end of the voltage detection section 11 via the switch SW2. , to the other end of the smoothing capacitor C1 and the other end of the switching circuit 7 . A terminal T13 is connected to one end of the voltage detection section 12, one end of the smoothing capacitor C2 and one end of the switching circuit 8, and a terminal T14 is connected to the other end of the voltage detection section 12, the other end of the smoothing capacitor C2 and the switching circuit 8. connected to the end.

スイッチング回路7は、それぞれ逆導通用ダイオードD1~D4が並列に接続され、ブリッジ形状で接続され、例えばMOSFETにてなる4個のスイッチング素子Q1~Q4を含み、入力される直流電圧を、制御部10からのPWM信号であるゲート制御信号Sg1~Sg4に従ってスイッチングして交流電圧を出力する。また、スイッチング回路8は、それぞれ逆導通用ダイオードD5~D8が並列に接続され、ブリッジ形状で接続され、例えばMOSFETにてなる4個のスイッチング素子Q5~Q8を含み、入力される直流電圧を、制御部10からのPWM信号であるゲート制御信号Sg5~Sg8に従ってスイッチングして交流電圧を出力する。 The switching circuit 7 includes reverse conduction diodes D1 to D4 connected in parallel and connected in a bridge configuration, and includes four switching elements Q1 to Q4 made of, for example, MOSFETs. 10 to output an AC voltage by switching according to the gate control signals Sg1 to Sg4 which are PWM signals from 10 . In addition, the switching circuit 8 includes four switching elements Q5 to Q8, each of which is connected in parallel with diodes D5 to D8 for reverse conduction and connected in a bridge configuration, and which is formed of, for example, a MOSFET. It switches according to the gate control signals Sg5 to Sg8, which are PWM signals from the control section 10, and outputs an AC voltage.

スイッチング回路7のスイッチング素子Q1のソースとスイッチング素子Q3のドレインとの接続点は、電流検出部13、インダクタL及びトランスTRの一次巻線L1を介して、スイッチング回路7のスイッチング素子Q2のソースとスイッチング素子Q4のドレインとの接続点に接続される。また、スイッチング回路8のスイッチング素子Q5のソースとスイッチング素子Q7のドレインとの接続点はトランスTRの二次巻線L2を介して、スイッチング回路8のスイッチング素子Q6のソースとスイッチング素子Q8のドレインとの接続点に接続される。 A connection point between the source of the switching element Q1 of the switching circuit 7 and the drain of the switching element Q3 is connected to the source of the switching element Q2 of the switching circuit 7 via the current detection unit 13, the inductor L, and the primary winding L1 of the transformer TR. It is connected to the connection point with the drain of the switching element Q4. A connection point between the source of the switching element Q5 and the drain of the switching element Q7 of the switching circuit 8 is connected to the source of the switching element Q6 of the switching circuit 8 and the drain of the switching element Q8 via the secondary winding L2 of the transformer TR. connected to the connection point of

以上のように構成された絶縁型DCDC変換装置2において、蓄電池1から出力される直流電圧は、端子T11,T12、スイッチSW1、SW2、電圧検出部11及び平滑コンデンサC1を介してスイッチング部9に入力される。スイッチング部9は制御部10により制御され、入力される直流電圧を交流電圧に変換した後、変換後の交流電圧を直流電圧に変換し、平滑コンデンサC2、電圧検出部12及び端子T13,T14を介して出力する。ここで、スイッチSW1,SW2は蓄電池1の充電又は放電時にオンされる一方、非動作時にオフされる。平滑コンデンサC1,C2はそれぞれ、入力される直流電圧のリップルを最小にするように平滑して出力する。なお、平滑コンデンサC1は絶縁型DCDC変換装置2の動作停止後に急速な放電が必要である一方、平滑コンデンサC2は平滑コンデンサC1の容量よりも大きな容量を有し、絶縁型DCDC変換装置2の動作停止後に急速な放電が不要である。 In the isolated DCDC converter 2 configured as described above, the DC voltage output from the storage battery 1 is supplied to the switching unit 9 via the terminals T11 and T12, the switches SW1 and SW2, the voltage detection unit 11 and the smoothing capacitor C1. is entered. The switching unit 9 is controlled by the control unit 10, converts an input DC voltage into an AC voltage, and then converts the converted AC voltage into a DC voltage. output through Here, the switches SW1 and SW2 are turned on when the storage battery 1 is charged or discharged, and turned off when not in operation. The smoothing capacitors C1 and C2 each smooth the input DC voltage so as to minimize ripple and output the voltage. The smoothing capacitor C1 needs to be rapidly discharged after the operation of the insulated DCDC converter 2 is stopped. No rapid discharge after shutdown is required.

電圧検出部11は平滑コンデンサC1の両端の電圧V1を検出して制御部10に出力する。また、電圧検出部12は平滑コンデンサC2の両端の電圧V2を検出して制御部10に出力する。さらに、電流検出部13はインダクタLに流れるインダクタ電流ILを検出して制御部10に出力する。制御部10は、スイッチSW1,SW2を制御するとともに、検出された電圧V1,V2及びインダクタ電流ILに基づいて、スイッチング素子Q1~Q8のためのゲート制御信号Sg1~Sg8を発生して出力することにより、絶縁型DCDC変換装置2の正常運転時に双方向コンバータ装置として動作させるとともに、その運転開始前に、図3の「運転開始前の準備処理」を実行する。 The voltage detection unit 11 detects the voltage V1 across the smoothing capacitor C1 and outputs it to the control unit 10 . Also, the voltage detection unit 12 detects the voltage V2 across the smoothing capacitor C2 and outputs it to the control unit 10 . Furthermore, the current detection unit 13 detects the inductor current IL flowing through the inductor L and outputs it to the control unit 10 . The control unit 10 controls the switches SW1 and SW2, and based on the detected voltages V1 and V2 and the inductor current IL, generates and outputs gate control signals Sg1 to Sg8 for the switching elements Q1 to Q8. As a result, the insulated DCDC converter 2 is operated as a bi-directional converter during normal operation, and the "preparation process before starting operation" in FIG. 3 is executed before starting operation.

図3は図2の制御部10により実行される運転開始前の準備処理を示すフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing preparatory processing performed by the control unit 10 of FIG. 2 before starting operation.

図3のステップS1において、故障診断処理を実行し、具体的には、スイッチSW1,SW2をオフし、平滑コンデンサC1の電圧V1を、故障診断に必要な電圧Vaまで充電する。次いで、ステップS2において、絶縁診断処理を実行し、具体的には、スイッチSW1,SW2をオフし、平滑コンデンサC1の電圧V1を、絶縁診断に必要な電圧Vbまで充電する。さらに、ステップS3において、蓄電池1との接続前の電圧調整処理を実行し、具体的には、スイッチSW1,SW2をオフし、C1放電(図13)により、コンデンサC1の電圧V1を、蓄電池1の電圧以下まで放電する。ステップS4では、DCACインバータ装置3の動作前の電圧調整処理を実行し、具体的には、スイッチSW1,SW2をオンし、C2充電(図13)により、コンデンサC2の電圧V2を、DCACインバータ装置3の動作に必要な電圧Vcまで充電する。 In step S1 of FIG. 3, a failure diagnosis process is executed. Specifically, the switches SW1 and SW2 are turned off, and the voltage V1 of the smoothing capacitor C1 is charged to the voltage Va required for failure diagnosis. Next, in step S2, an insulation diagnosis process is executed. Specifically, the switches SW1 and SW2 are turned off, and the voltage V1 of the smoothing capacitor C1 is charged to the voltage Vb required for insulation diagnosis. Further, in step S3, voltage adjustment processing before connection with the storage battery 1 is executed. discharge to a voltage below In step S4, a voltage adjustment process is executed before the DCAC inverter device 3 operates. 3 is charged to the voltage Vc required for the operation.

図4Aは図2の絶縁型DCDC変換装置2において、昇圧スイッチングでインダクタ電流ILが連続し、同期整流ありのときの動作例を示す各信号のタイミングチャートである。また、図4Bは図2の絶縁型DCDC変換装置2において、昇圧スイッチングでインダクタ電流ILが連続し、同期整流なしのときの動作例を示す各信号のタイミングチャートである。なお、各ゲート制御信号Sg1~Sg8が1(ハイレベル)のときは各スイッチング素子Q1~Q8がオンされる一方、各ゲート制御信号Sg1~Sg8が0(ローレベル)のときは各スイッチング素子Q1~Q8がオフされ、以下同様である。 4A is a timing chart of each signal showing an operation example when the inductor current IL is continuous in step-up switching and synchronous rectification is performed in the isolated DCDC converter 2 of FIG. 2. FIG. FIG. 4B is a timing chart of each signal showing an operation example when the inductor current IL is continuous in step-up switching and no synchronous rectification is performed in the isolated DCDC converter 2 of FIG. When the gate control signals Sg1 to Sg8 are 1 (high level), the switching elements Q1 to Q8 are turned on. When the gate control signals Sg1 to Sg8 are 0 (low level), the switching elements Q1 are turned on. .about.Q8 are turned off, and so on.

図4A及び図4Bにおいて、スイッチング回路7,8のスイッチング素子Q1~Q8をそれぞれゲート制御信号Sg1~Sg8で駆動したときのインダクタ電流ILを示しており、Tdeadは、各スイッチング素子Q1~Q8において貫通電流を防止するためのデッドタイムTdeadを設定している。また、Tφは、詳細後述する位相シフト量である。図4Aと図4Bの比較から明らかなように、同期整流の有無でゲート制御信号Sg5~Sg8が異なることがわかる。 4A and 4B show the inductor current IL when the switching elements Q1 to Q8 of the switching circuits 7 and 8 are driven by the gate control signals Sg1 to Sg8, respectively. A dead time Tdead is set to prevent current flow. Tφ is a phase shift amount which will be described in detail later. As can be seen from the comparison between FIGS. 4A and 4B, the gate control signals Sg5 to Sg8 differ depending on whether or not synchronous rectification is performed.

図5Aは図2の絶縁型DCDC変換装置2において、昇圧スイッチングでインダクタ電流ILが不連続で、同期整流ありのときの動作例を示す各信号のタイミングチャートである。また、図5Bは図2の絶縁型DCDC変換装置2において、昇圧スイッチングでインダクタ電流ILが不連続で、同期整流なしのときの動作例を示す各信号のタイミングチャートである。 FIG. 5A is a timing chart of each signal showing an operation example when the inductor current IL is discontinuous in step-up switching and synchronous rectification is performed in the isolated DCDC converter 2 of FIG. FIG. 5B is a timing chart of each signal showing an operation example when the inductor current IL is discontinuous in step-up switching and there is no synchronous rectification in the isolated DCDC converter 2 of FIG.

図5A及び図5Bにおいて、スイッチング回路7,8のスイッチング素子Q1~Q8をそれぞれゲート制御信号Sg1~Sg8で駆動したときのインダクタ電流ILを示しており、Tdeadは、各スイッチング素子Q1~Q8において貫通電流を防止するためのデッドタイムTdeadを設定している。図5Aと図5Bの比較から明らかなように、同期整流の有無でゲート制御信号Sg5~Sg8が異なることがわかる。 5A and 5B show the inductor current IL when the switching elements Q1 to Q8 of the switching circuits 7 and 8 are driven by the gate control signals Sg1 to Sg8, respectively. A dead time Tdead is set to prevent current flow. As can be seen from the comparison between FIGS. 5A and 5B, the gate control signals Sg5 to Sg8 are different depending on the presence or absence of synchronous rectification.

図6は図2の絶縁型DCDC変換装置2において、昇圧スイッチングでインダクタ電流ILが最大値であって、インダクタ電流ILが連続であるときのインダクタ電流ILのタイミングチャートである。 FIG. 6 is a timing chart of the inductor current IL in the insulated DCDC converter 2 of FIG. 2 when the inductor current IL is at the maximum value in step-up switching and the inductor current IL is continuous.

図6において、各電流ΔI1,ΔI2,ΔI3、オン時間Ton,Ton2、及びオフ時間Toffは次式で表される。 In FIG. 6, currents ΔI1, ΔI2, ΔI3, on-time Ton, Ton2, and off-time Toff are represented by the following equations.

ΔI1=(Vin×Ton)/L
ΔI2=(Vin-Vout)・Toff/L
ΔI3=-(Vin+Vout)・Ton2/L
Ton=Tφ-Ton2
Ton2
={-(Toff・Vout)+(Tφ+Toff)・Vin}
/(Vout+2・Vin)
Toff=T/2-Tφ
ΔI1=(Vin×Ton)/L
ΔI2=(Vin-Vout)Toff/L
ΔI3=-(Vin+Vout)・Ton2/L
Ton=Tφ-Ton2
Ton2
= {−(Toff·Vout)+(Tφ+Toff)·Vin}
/(Vout+2.Vin)
Toff=T/2-Tφ

ここで、Vinは入力電圧であり、Voutは出力電圧であり、LはインダクタLのインダクタンスである。 where Vin is the input voltage, Vout is the output voltage, and L is the inductance of inductor L.

図7は図2の絶縁型DCDC変換装置2において、昇圧スイッチングでインダクタ電流ILが最大値であって、インダクタ電流ILが不連続であるときのインダクタ電流ILのタイミングチャートである。 FIG. 7 is a timing chart of the inductor current IL when the inductor current IL is discontinuous and the inductor current IL has a maximum value in step-up switching in the isolated DCDC converter 2 of FIG.

図7において、電流ΔI1、オン時間Ton、及びオフ時間Toff1は次式で表される。なお、インダクタ電流ILが連続と不連続で電流最大値の理論式は異なるが、演算の簡単化のために電流最大値の目安としては電流不連続の理論式を利用する。 In FIG. 7, current ΔI1, ON time Ton, and OFF time Toff1 are represented by the following equations. Although the theoretical formula for the maximum current value differs depending on whether the inductor current IL is continuous or discontinuous, the theoretical formula for current discontinuity is used as a guideline for the maximum current value for simplifying calculations.

ΔI1=(Vin・Ton)/L
Ton=Tφ-Tdead
Toff1=(Vin・Ton)/(Vout-Vin)
ΔI1 = (Vin·Ton)/L
Ton=Tφ-Tdead
Toff1=(Vin·Ton)/(Vout−Vin)

図8Aは図2の絶縁型DCDC変換装置2において、降圧スイッチングでインダクタ電流ILが連続し、同期整流ありのときの動作例を示す各信号のタイミングチャートである。また、図8Bは図2の絶縁型DCDC変換装置2において、降圧スイッチングでインダクタ電流ILが連続し、同期整流なしのときの動作例を示す各信号のタイミングチャートである。 FIG. 8A is a timing chart of each signal showing an operation example when the inductor current IL is continuous in step-down switching and synchronous rectification is performed in the isolated DCDC converter 2 of FIG. FIG. 8B is a timing chart of each signal showing an operation example when the inductor current IL is continuous in step-down switching and without synchronous rectification in the isolated DCDC converter 2 of FIG.

図8A及び図8Bにおいて、スイッチング回路7,8のスイッチング素子Q1~Q8をそれぞれゲート制御信号Sg1~Sg8で駆動したときのインダクタ電流ILを示しており、Tdeadは、各スイッチング素子Q1~Q8において貫通電流を防止するためのデッドタイムTdeadを設定している。また、Tφは、詳細後述する位相シフト量である。図8Aと図8Bの比較から明らかなように、同期整流の有無でゲート制御信号Sg5~Sg8が異なることがわかる。 8A and 8B show the inductor current IL when the switching elements Q1 to Q8 of the switching circuits 7 and 8 are driven by the gate control signals Sg1 to Sg8, respectively. A dead time Tdead is set to prevent current flow. Tφ is a phase shift amount which will be described in detail later. As can be seen from the comparison between FIGS. 8A and 8B, the gate control signals Sg5 to Sg8 differ depending on whether or not synchronous rectification is performed.

図9Aは図2の絶縁型DCDC変換装置2において、降圧スイッチングでインダクタ電流ILが不連続で、同期整流ありのときの動作例を示す各信号のタイミングチャートである。また、図9Bは図2の絶縁型DCDC変換装置2において、降圧スイッチングでインダクタ電流ILが不連続で、同期整流なしのときの動作例を示す各信号のタイミングチャートである。 FIG. 9A is a timing chart of each signal showing an operation example when the inductor current IL is discontinuous in step-down switching and synchronous rectification is performed in the isolated DCDC converter 2 of FIG. FIG. 9B is a timing chart of each signal showing an operation example when the inductor current IL is discontinuous in step-down switching and there is no synchronous rectification in the isolated DCDC converter 2 of FIG.

図9A及び図9Bにおいて、スイッチング回路7,8のスイッチング素子Q1~Q8をそれぞれゲート制御信号Sg1~Sg8で駆動したときのインダクタ電流ILを示しており、Tdeadは、各スイッチング素子Q1~Q8において貫通電流を防止するためのデッドタイムTdeadを設定している。図9Aと図9Bの比較から明らかなように、同期整流の有無でゲート制御信号Sg5~Sg8が異なることがわかる。 9A and 9B show the inductor current IL when the switching elements Q1 to Q8 of the switching circuits 7 and 8 are driven by the gate control signals Sg1 to Sg8, respectively. A dead time Tdead is set to prevent current flow. As can be seen from the comparison between FIGS. 9A and 9B, the gate control signals Sg5 to Sg8 differ depending on whether or not synchronous rectification is performed.

図10は図2の絶縁型DCDC変換装置2において、降圧スイッチングでインダクタ電流ILが最大値であって、インダクタ電流ILが連続であるときのインダクタ電流ILのタイミングチャートである。 FIG. 10 is a timing chart of the inductor current IL in the insulated DCDC converter 2 of FIG. 2 when the inductor current IL is at the maximum value in step-down switching and the inductor current IL is continuous.

図10において、各電流ΔI1,ΔI2,ΔI3、オン時間Ton,Ton2、及びオフ時間Toffは次式で表される。 In FIG. 10, currents ΔI1, ΔI2, ΔI3, ON times Ton, Ton2, and OFF times Toff are represented by the following equations.

ΔI1=(Vin-Vout)・Ton/L
ΔI2=-(Vout・Toff)/L
ΔI3=-(Vin+Vout)・Ton2/L
Ton=Tφ-Ton2
Ton2
={-(Vout・T)+(2・Tφ・Vin)}/(4・Vin)
Toff=T/2-Tφ
ΔI1=(Vin−Vout)・Ton/L
ΔI2=−(Vout・Toff)/L
ΔI3=-(Vin+Vout)・Ton2/L
Ton=Tφ-Ton2
Ton2
= {−(Vout·T)+(2·Tφ·Vin)}/(4·Vin)
Toff=T/2-Tφ

図11は図2の絶縁型DCDC変換装置2において、降圧スイッチングでインダクタ電流ILが最大値であって、インダクタ電流ILが不連続であるときのインダクタ電流ILのタイミングチャートである。 FIG. 11 is a timing chart of the inductor current IL when the inductor current IL is at its maximum value in step-down switching and is discontinuous in the isolated DCDC converter 2 of FIG.

図11において、電流ΔI1、オン時間Ton、及びオフ時間Toff1は次式で表される。なお、インダクタ電流ILが連続と不連続で電流最大値の理論式は異なるが、演算の簡単化のために電流最大値の目安としては電流不連続の理論式を利用する。 In FIG. 11, current ΔI1, on-time Ton, and off-time Toff1 are represented by the following equations. Although the theoretical formula for the maximum current value differs depending on whether the inductor current IL is continuous or discontinuous, the theoretical formula for current discontinuity is used as a guideline for the maximum current value for simplifying calculations.

ΔI1=(Vin-Vout)・Ton/L
Ton=Tφ-Tdead
Toff1=(Vin-Vout)・Ton/Vout
ΔI1=(Vin−Vout)・Ton/L
Ton=Tφ-Tdead
Toff1=(Vin−Vout)·Ton/Vout

図12は図2の制御部10により実行される前置充電制御処理(概要制御フロー)を示すフローチャートである。 FIG. 12 is a flow chart showing a pre-charging control process (outline control flow) executed by the control unit 10 of FIG.

ここで、降圧モードでの位相シフト量Tφは次式で表される。 Here, the phase shift amount Tφ in the step-down mode is expressed by the following equation.

Tφ=Ton+Tdead
Ton=(ILtarget・L)/(Vin-Vout)
Tφ=Ton+T dead
Ton = (IL target L) / (Vin-Vout)

ここで、ILtargetはインダクタLに流れる目標電流値である。 Here, ILtarget is the target current value flowing through the inductor L.

また、昇圧モードでの位相シフト量Tφは次式で表される。 Also, the phase shift amount Tφ in the boost mode is expressed by the following equation.

Tφ=Ton+Tdead
Ton=(ILtarget・L)/Vin
Tφ=Ton+T dead
Ton=(IL target L)/Vin

図12の前置充電処理(概要フロー)のステップS11において、スイッチング部9を、降圧モードの最小位相シフト量Tφminで動作させる。次いで、ステップS12において、入力電圧Vinと出力電圧Voutの電圧差に応じてインダクタ電流ILが最大値ILmaxとなる位相シフト量Tφ(ILtarget=ILmaxとして算出したTφ)で、スイッチング部9を降圧スイッチング(降圧モード)で動作させる。そして、ステップS13において、平滑コンデンサの電圧(C1放電150Vの場合は、入力コンデンサの電圧であり、C1放電150V以外は出力コンデンサの電圧である)は目標値設定範囲内か否かが判断され、YESのときは当該前置充電処理を終了させる一方、NOのときはステップS14に進む。ステップS14において、スイッチング部9は降圧スイッチング(降圧モード)で動作中か否かが判断され、YESのときはステップS15に進む一方、NOのときはステップS16に進む。ステップS15では、インダクタ電流ILが最大値ILmaxとなる位相シフト量Tφの計算結果Tφ<Tφmax(位相シフト量Tφの上限値)であるか否かが判断され、YESのときはステップS12に戻る一方、NOのときはステップS16に進む。ステップS16において、入力電圧Vinに応じて、スイッチング部9を、インダクタ電流ILが最大値ILmaxとなる位相シフト量Tφで、昇圧スイッチング(昇圧モード)で動作させる。 In step S11 of the pre-charging process (outline flow) of FIG. 12, the switching unit 9 is operated with the minimum phase shift amount Tφmin in the step-down mode. Next, in step S12, the switching unit 9 is step-down switched with a phase shift amount Tφ (Tφ calculated as ILtarget=ILmax) at which the inductor current IL reaches the maximum value ILmax according to the voltage difference between the input voltage Vin and the output voltage Vout. buck mode). Then, in step S13, it is determined whether or not the voltage of the smoothing capacitor (in the case of C1 discharge of 150 V, the voltage of the input capacitor, and in the case of C1 discharge of 150 V, the voltage of the output capacitor) is within the target value setting range, When the answer is YES, the pre-charging process is terminated, and when the answer is NO, the process proceeds to step S14. In step S14, it is determined whether or not the switching unit 9 is operating in step-down switching (step-down mode). If YES, the process proceeds to step S15. If NO, the process proceeds to step S16. In step S15, it is determined whether or not the calculation result Tφ<Tφmax (the upper limit of the phase shift amount Tφ) at which the inductor current IL reaches the maximum value ILmax. , NO, the process proceeds to step S16. In step S16, the switching unit 9 is operated in step-up switching (step-up mode) with a phase shift amount Tφ at which the inductor current IL becomes the maximum value ILmax according to the input voltage Vin.

なお、図12の前置充電処理では、実際の動作処理から、以下の処理を省略して記載している。
(1)電流が徐々に大きくなるようにするソフトスタート処理。
(2)充電完了後に電圧が所定以上変化した場合にすぐに再充電開始できるように最小出力(ゼロ)で待機する充電待機処理。
In the pre-charging process of FIG. 12, the following processes are omitted from the actual operation process.
(1) Soft-start processing in which the current gradually increases.
(2) Charge standby processing for waiting at the minimum output (zero) so that recharging can be started immediately when the voltage changes by a predetermined amount or more after charging is completed.

以上のように構成された前置充電制御処理では、図3の運転開始前の準備処理における各処理S1~S4で用いることができ、電圧を調整したい平滑コンデンサの電圧(例えば、C1放電150Vの場合は、入力コンデンサの電圧である)が目標の電圧範囲になるまでインダクタ電流ILが最大値ILmaxとなる位相シフト量Tφでスイッチング部9を降圧スイッチング(降圧モード)で動作させ(S11)、降圧スイッチング(降圧モード)で動作中に(ステップS14でYES)Tφ<Tφmaxならば(S15でYES)、ステップS12で、入力電圧Vinと出力電圧Voutの電圧差に応じてスイッチング部9を、インダクタ電流ILが最大値ILmaxとなる位相シフト量Tφで降圧スイッチング(降圧モード)で動作させる。一方、スイッチング部9を降圧スイッチング(降圧モード)で動作中ではなく(ステップS14でNO)、もしくは降圧スイッチング(降圧モード)で動作中(ステップS14でYES)であってもTφ≧Tφmaxであるならば(S15でNO)、ステップS16で入力電圧Vinに応じてスイッチング部9を、インダクタ電流ILが最大値ILmaxとなる位相シフト量Tφで昇圧スイッチング(昇圧モード)で動作させる。 The pre-charging control process configured as described above can be used in each of the processes S1 to S4 in the preparatory process before starting operation in FIG. The switching unit 9 is operated in step-down switching (step-down mode) with a phase shift amount Tφ at which the inductor current IL becomes the maximum value ILmax (S11) until the input capacitor voltage) reaches the target voltage range (S11). If Tφ<Tφmax (YES in step S14) during operation in switching (step-down mode) (YES in step S15), in step S12, the switching unit 9 is switched to the inductor current according to the voltage difference between the input voltage Vin and the output voltage Vout. Operation is performed in step-down switching (step-down mode) with a phase shift amount Tφ at which IL is the maximum value ILmax. On the other hand, if the switching unit 9 is not operating in step-down switching (step-down mode) (NO in step S14) or is operating in step-down switching (step-down mode) (YES in step S14), Tφ≧Tφmax. If (NO in S15), in step S16, the switching unit 9 is operated in boost switching (boost mode) with a phase shift amount Tφ at which the inductor current IL becomes the maximum value ILmax according to the input voltage Vin.

図13は図2のスイッチング部9により実行される充放電制御モードのテーブルを示す図である。図13から明らかなように、絶縁型DCDC変換装置2は以下の4個の制御モードを有する。なお、電圧は動作時の一例である。
(1)C1充電150V:入力電圧Vinは電圧V2となり、出力電圧Voutは電圧V1となり、スイッチSW1,SW2がオフで蓄電池1とは切り離された状態での動作になり、平滑コンデンサC1を充電する動作モードである。
(2)C1充電450V:入力電圧Vinは電圧V2となり、出力電圧Voutは電圧V1となり、スイッチSW1,SW2がオフで蓄電池1とは切り離された状態での動作になり、平滑コンデンサC1を充電する動作モードである。
(3)C1放電150V:入力電圧Vinは電圧V1となり、出力電圧Voutは電圧V2となり、スイッチSW1,SW2がオフで蓄電池1とは切り離された状態での動作になり、平滑コンデンサC1から放電する動作モードである。
(4)C2充電280V:入力電圧Vinは電圧V1となり、出力電圧Voutは電圧V2となり、スイッチSW1,SW2がオンで蓄電池1と接続された状態での動作になり、蓄電池1から直流電力を放電する動作モードである。
FIG. 13 is a diagram showing a table of charge/discharge control modes executed by the switching section 9 of FIG. As is clear from FIG. 13, the isolated DCDC converter 2 has the following four control modes. Note that the voltage is an example during operation.
(1) C1 charging 150 V: The input voltage Vin becomes the voltage V2, the output voltage Vout becomes the voltage V1, the switches SW1 and SW2 are turned off, the operation is performed in a state in which the storage battery 1 is disconnected, and the smoothing capacitor C1 is charged. Operation mode.
(2) C1 charging 450V: The input voltage Vin becomes the voltage V2, the output voltage Vout becomes the voltage V1, the switches SW1 and SW2 are turned off, the operation is performed in a state in which the storage battery 1 is disconnected, and the smoothing capacitor C1 is charged. Operation mode.
(3) C1 discharge 150 V: The input voltage Vin becomes the voltage V1, the output voltage Vout becomes the voltage V2, the switches SW1 and SW2 are turned off, the operation is performed in a state in which the storage battery 1 is disconnected, and the smoothing capacitor C1 discharges. Operation mode.
(4) C2 charging 280 V: The input voltage Vin becomes the voltage V1, the output voltage Vout becomes the voltage V2, the switches SW1 and SW2 are turned on, the operation is performed in the state where the storage battery 1 is connected, and DC power is discharged from the storage battery 1. This is the operating mode for

なお、図13の「電圧目標値上限到達設定」は図14BのステップS31の処理である。また、図13の「電圧目標値下限到達設定」は図14BのステップS32内の1ステップの処理である。なお、図13で充放電の項目があるのは充電と放電でタイミングチャートが異なるためである。上述の図4A、図4B、図5A、図5B、図8A、図8B、図9A、図9Bは放電時のパターンで、充電時は1次側と2次側が入れ替わり、放電時のゲート制御信号Sg1,Sg2,Sg3,Sg4,Sg5,Sg6,Sg7,Sg8がそれぞれ充電時のゲート制御信号Sg5,Sg6,Sg7,Sg8,Sg1,Sg2,Sg3,Sg4になる。すなわち、充電と放電でタイミングチャートの該当ゲート制御信号Sgが異なる。 13 is the process of step S31 in FIG. 14B. 13 is one step of processing in step S32 of FIG. 14B. The reason why there is an item for charge/discharge in FIG. 13 is that the timing chart differs between charge and discharge. The above-described FIGS. 4A, 4B, 5A, 5B, 8A, 8B, 9A, and 9B are patterns during discharging, in which the primary side and secondary side are switched during charging, and the gate control signal during discharging Sg1, Sg2, Sg3, Sg4, Sg5, Sg6, Sg7 and Sg8 become gate control signals Sg5, Sg6, Sg7, Sg8, Sg1, Sg2, Sg3 and Sg4 during charging, respectively. That is, the corresponding gate control signal Sg in the timing chart differs between charging and discharging.

図14A~図14Cは図2の制御部10により実行される前置充電制御処理(詳細制御フロー)を示すフローチャートである。図14A~図14Cでは、図13の動作モードのうちの「C1充電150V」の動作例について以下に説明し、この動作例では、平滑コンデンサはC1であり、その出力電圧はV1となる。なお、図13から明らかなように、C1放電又はC2充電では、平滑コンデンサはC2であり、その出力電圧はV2となる。 14A to 14C are flow charts showing the pre-charging control process (detailed control flow) executed by the control unit 10 of FIG. 14A to 14C, an operation example of "C1 charging 150V" of the operation modes of FIG. 13 will be described below. In this operation example, the smoothing capacitor is C1 and its output voltage is V1. As is clear from FIG. 13, in C1 discharge or C2 charge, the smoothing capacitor is C2 and its output voltage is V2.

図14AのステップS21において、まず、初期設定処理が実行される。具体的には、制御モードにC1充電150Vを設定し、パラメータBb,Bbnextにそれぞれ「降圧」を設定し、充放電モードに「充電」を設定する。また、入力電圧VinにC2電圧(V2)を設定し、出力電圧VoutにC1電圧(V1)を設定し、電流目標値ILtargetに所定の電流開始値ILstartをセットする。 In step S21 of FIG. 14A, first, an initial setting process is performed. Specifically, the control mode is set to C1 charge 150V, the parameters Bb and Bbnext are set to "step down", and the charge/discharge mode is set to "charge". Also, the input voltage Vin is set to the C2 voltage (V2), the output voltage Vout is set to the C1 voltage (V1), and the current target value ILtarget is set to a predetermined current start value ILstart.

次いで、ステップS22において、パラメータBbは「降圧」か否かが判断され、YESのときはステップS23に進む一方、NOのときは図14CのステップS41に進む。ステップS23では、Tφ降圧上限判定処理を実行し、具体的には、Vin-Vout<ILtarget×L/(Tφmax-Tdead)であるか否かが判断され、YESのときはステップS27に進む一方、NOのときはステップS24に進む。ここで、Tφmaxは位相シフト量Tφの最大値である。 Next, in step S22, it is determined whether or not the parameter Bb is "lower pressure". If YES, the process proceeds to step S23. If NO, the process proceeds to step S41 in FIG. 14C. In step S23, Tφ step-down upper limit determination processing is executed. Specifically, it is determined whether or not Vin−Vout<ILtarget×L/(Tφmax−Tdead). If NO, go to step S24. Here, Tφmax is the maximum value of the phase shift amount Tφ.

ステップS24において、位相シフト量Tφを降圧計算値に設定する。具体的には、オン時間TonにILtarget×L/(Vin-Vout)を設定し、位相シフト量TφにTon+Tdeadを設定する。次いで、ステップS25において、電流目標値ILtargetを更新する。具体的には、インダクタ電流ILの目標値ILtargetにILtarget+ILstepを設定し、ただし、ILtarget>ILmax(インダクタ電流ILの上限値)のときはインダクタ電流ILの目標値ILtargetにILmaxを設定する。そして、ステップS26において、パラメータBbnextに「降圧」を設定し、図14BのステップS29に進む。 In step S24, the phase shift amount Tφ is set to the step-down calculated value. Specifically, the ON time Ton is set to ILtarget×L/(Vin−Vout), and the phase shift amount Tφ is set to Ton+Tdead. Next, in step S25, the current target value ILtarget is updated. Specifically, the target value ILtarget of the inductor current IL is set to ILtarget+ILstep. However, when ILtarget>ILmax (the upper limit value of the inductor current IL), the target value ILtarget of the inductor current IL is set to ILmax. Then, in step S26, the parameter Bbnext is set to "step down", and the process proceeds to step S29 in FIG. 14B.

ステップS27において、位相シフト量Tφを降圧上限値Tmaxbuに設定し、ステップS28において、パラメータBbnextに「昇圧」をセットした後、図14BのステップS29に進む。 In step S27, the phase shift amount Tφ is set to the step-down upper limit value Tmaxbu, and in step S28, the parameter Bbnext is set to "boost", and then the process proceeds to step S29 in FIG. 14B.

図14BのステップS29では、設定された位相シフト量Tφで、ゲート制御信号Sg1~Sg8を含むPWM信号を生成してスイッチング部9に出力することでスイッチング部9を駆動して動作させる。次いで、ステップS30において、パラメータBbにパラメータBbnextのデータを設定し、ステップS31において、電圧目標値上限到達判定処理を実行する。具体的には、V1≧V1maxであるか否かが判断され、YESのときはステップS32に進む一方、NOのときは図14AのステップS22に戻る。ステップS32では、コンデンサの充電待機処理を実行する。具体的には、出力電圧Voutのコンデンサ電圧(C1充電150Vでは、電圧V1)が目標の電圧範囲にあり、スイッチング部90を最小位相シフト量Tφ(出力電流ゼロ)で動作するように制御した後、図14AのステップS22に戻る。 In step S29 of FIG. 14B, a PWM signal including the gate control signals Sg1 to Sg8 is generated with the set phase shift amount Tφ and output to the switching section 9, thereby driving the switching section 9 to operate. Next, in step S30, the parameter Bb is set to the data of the parameter Bbnext, and in step S31, a voltage target value upper limit reach determination process is executed. Specifically, it is determined whether or not V1≧V1max. If YES, the process proceeds to step S32. If NO, the process returns to step S22 in FIG. 14A. In step S32, a charge waiting process for the capacitor is executed. Specifically, after the capacitor voltage of the output voltage Vout (the voltage V1 at C1 charging 150V) is within the target voltage range and the switching unit 90 is controlled to operate with the minimum phase shift amount Tφ (output current zero) , the process returns to step S22 of FIG. 14A.

図14CのステップS41において、入出力電圧差上限判定処理を実行する。具体的には、Vin-Vout>(ILmax+ILmargin)×L/(Tφmax-Tdead)であるか否かが判断され、YESのときはステップS42に進む一方、NOのときはステップS43に進む。ここで、ILmarginは、インダクタ電流ILの所定のマージン値である。次いで、ステップS42において、所定期間PWM信号の出力を停止した後、図14AのステップS21に戻る。 In step S41 of FIG. 14C, an input/output voltage difference upper limit determination process is executed. Specifically, it is determined whether or not Vin−Vout>(ILmax+ILmargin)×L/(Tφmax−Tdead). If YES, the process proceeds to step S42. If NO, the process proceeds to step S43. Here, ILmargin is a predetermined margin value of inductor current IL. Next, in step S42, after stopping the output of the PWM signal for a predetermined period, the process returns to step S21 in FIG. 14A.

ステップS43において、位相シフト量Tφを昇圧計算値に設定する。具体的には、オン期間TonにILtarget×L/Vinを設定し、位相シフト量TφにTon+Tdeadを設定する。次いで、ステップS44において、位相シフト量Tφの昇圧上限判定処理を実行し、具体的には、Tφ>Tφmaxboであるか否かが判断され、YESのときはステップS46に進む一方、NOのときはステップS45に進む。ここで、Tφmaxboは位相シフト量Tφの昇圧上限値である。ステップS45では、電流目標値ILtargetを更新する。具体的には、ILtargetを所定のステップ値ILstepだけインクリメントし、ただし、ILtarget>ILmaxのときはILtargetにインダクタ電流最大値ILmaxを設定する。ステップS46では、位相シフト量Tφに昇圧上限値Tφmaxboを設定した後、ステップS29に戻る。 In step S43, the phase shift amount Tφ is set to the boost calculated value. Specifically, the ON period Ton is set to ILtarget×L/Vin, and the phase shift amount Tφ is set to Ton+Tdead. Next, in step S44, a boost upper limit determination process for the phase shift amount Tφ is executed. Specifically, it is determined whether or not Tφ>Tφmaxbo. The process proceeds to step S45. Here, Tφmaxbo is the boost upper limit value of the phase shift amount Tφ. In step S45, the current target value ILtarget is updated. Specifically, ILtarget is incremented by a predetermined step value ILstep, and when ILtarget>ILmax, ILtarget is set to the inductor current maximum value ILmax. In step S46, the phase shift amount Tφ is set to the boost upper limit value Tφmaxbo, and then the process returns to step S29.

以上のように構成された前置充電制御処理では、図3の運転開始前の準備処理における各処理S1~S4で用いることができ、ステップS21~S31及びS41~S46の平滑コンデンサの充電処理において、平滑コンデンサの出力電圧が目標の電圧範囲になるまでインダクタ電流ILが上限値になるような位相シフト量Tφでスイッチング部9を動作させ、平滑コンデンサの出力電圧が目標の電圧範囲の上限値になれば、ステップS32の平滑コンデンサの充電制御処理を実行する。当該平滑コンデンサの充電制御処理においては、平滑コンデンサの出力電圧が目標電圧範囲にあり、最小位相シフト量Tφ(出力電流ゼロ)でスイッチング部9を動作させ、この状態で平滑コンデンサの出力電圧が目標電圧範囲の下限値に到達すれば、前記平滑コンデンサの充電処理に戻る。 The pre-charging control process configured as described above can be used in each of the processes S1 to S4 in the preparatory process before starting operation in FIG. , until the output voltage of the smoothing capacitor reaches the target voltage range, the switching unit 9 is operated with the phase shift amount Tφ such that the inductor current IL becomes the upper limit value, and the output voltage of the smoothing capacitor reaches the upper limit value of the target voltage range. If so, the charging control process of the smoothing capacitor in step S32 is executed. In the smoothing capacitor charging control process, the output voltage of the smoothing capacitor is within the target voltage range, the switching unit 9 is operated with the minimum phase shift amount Tφ (output current is zero), and in this state the output voltage of the smoothing capacitor reaches the target voltage. When the lower limit of the voltage range is reached, the process returns to the smoothing capacitor charging process.

図15は、図2の絶縁型DCDC変換装置2のシミュレーション結果であって、各信号のタイミングチャートである。本発明者らは、シミュレーションの都合上、2相インタリーブで検証を行った。 FIG. 15 is a simulation result of the insulated DCDC converter 2 of FIG. 2 and is a timing chart of each signal. For the convenience of simulation, the inventors performed verification using two-phase interleaving.

図15(a)及び(b)の移相量φ1,φ2から明らかなように、位相シフト量Tφが徐々に増加し、降圧上限値になると昇圧に切り替わり、昇圧下限値から徐々に増加することがわかる。また、図15(c)の電圧V2は目標値に到達すると停止する。さらに、図15(d)及び(e)のインダクタ電流IL1,IL2は互いに90度異なり、徐々に電流が大きくなるが、10A以下になるように動作し、電圧V2が目標値に到達すると電流ほぼゼロになる。図15の(f)は昇降圧フラグBFFを示しており、BFF=0で降圧を示し、BFF=1で昇圧を示す。 As is clear from the phase shift amounts φ1 and φ2 in FIGS. 15A and 15B, the phase shift amount Tφ gradually increases, switches to step-up when reaching the step-down upper limit, and gradually increases from the step-up lower limit. I understand. Also, the voltage V2 in FIG. 15(c) stops when it reaches the target value. Furthermore, the inductor currents IL1 and IL2 in FIGS. 15(d) and (e) are different from each other by 90 degrees, and the current gradually increases. become zero. FIG. 15(f) shows the step-up/step-down flag BFF, where BFF=0 indicates step-down and BFF=1 indicates step-up.

なお、制御部10は、電流検出部13で検出したインダクタ電流値をモニタし、電流上限値を判断することで、電流上限値ぎりぎりまでインダクタ電流ILを流すことができ、より急速な放電ができる。 By monitoring the inductor current value detected by the current detection unit 13 and determining the current upper limit value, the control unit 10 can flow the inductor current IL up to the limit of the current upper limit value, thereby enabling more rapid discharge. .

以上説明したように、本実施形態によれば、図12、もしくは図14A~図14Cの前置充電制御処理を実行することで、制御部10は、運転開始前の準備動作において、入力電圧及び出力電圧に基づいて、インダクタLに流れるインダクタ電流ILが所定の上限値未満となるように、入力電圧及び出力電圧を調整するようにスイッチング部9を制御する。従って、絶縁型DCDC変換装置において、従来技術に比較して簡単な構成で、所定の動作時間内で比較的短時間で、平滑コンデンサの電圧を制御することができる。 As described above, according to the present embodiment, by executing the pre-charging control process shown in FIG. 12 or FIGS. Based on the output voltage, the switching unit 9 is controlled to adjust the input voltage and the output voltage so that the inductor current IL flowing through the inductor L is less than a predetermined upper limit value. Therefore, in the isolated DCDC converter, the voltage of the smoothing capacitor can be controlled in a relatively short period of time within a predetermined operating time with a simpler configuration than in the prior art.

(変形例)
図16は変形例に係る電力変換システムの構成例を示すブロック図である。図16の変形例に係る電力変換システムは、図1の電力変換システムに比較して以下の点が異なる。
(1)太陽電池5及びDCDC変換装置6をさらに備える。ここで、DCDC変換装置6の出力端子は絶縁型DCDC変換装置2とDCACインバータ装置3の接続点に対して並列に接続される。
以下、相違点について説明する。
(Modification)
FIG. 16 is a block diagram showing a configuration example of a power conversion system according to a modification. The power conversion system according to the modification of FIG. 16 differs from the power conversion system of FIG. 1 in the following points.
(1) A solar cell 5 and a DCDC converter 6 are further provided. Here, the output terminal of the DCDC conversion device 6 is connected in parallel to the connection point between the isolated DCDC conversion device 2 and the DCAC inverter device 3 .
Differences will be described below.

図16において、太陽電池5により発電された直流電力に係る直流電圧はDCDC変換装置6により所定の直流電圧に変換された後、絶縁型DCDC変換装置2を介して蓄電池1に充電され、もしくはDCACインバータ装置3を介して負荷4に出力される。 In FIG. 16, the DC voltage associated with the DC power generated by the solar cell 5 is converted to a predetermined DC voltage by the DCDC converter 6, and then charged to the storage battery 1 via the insulated DCDC converter 2, or the DCAC It is output to the load 4 via the inverter device 3 .

以上のように構成された変形例に係る電力変換システムにおいて、太陽電池5により発電された直流電力を蓄電池1に充電し、もしくは負荷4に出力することができる。また、変形例に係る電力変換システムは、絶縁型DCDC変換装置2を備えているので、実施形態に係る電力変換システムと同様の作用効果を有する。 In the power conversion system according to the modification configured as described above, the DC power generated by the solar cell 5 can be charged to the storage battery 1 or output to the load 4 . Moreover, since the power conversion system according to the modification includes the insulated DCDC converter 2, it has the same effects as the power conversion system according to the embodiment.

以上詳述したように、本発明に係る絶縁型DCDC変換装置によれば、運転開始前の準備動作において、入力電圧及び出力電圧に基づいて、インダクタに流れるインダクタ電流が所定の上限値未満となるように、入力電圧及び出力電圧を調整するようにスイッチング部を制御する。従って、絶縁型DCDC変換装置において、従来技術に比較して簡単な構成で、所定の動作時間内で比較的短時間で、平滑コンデンサの電圧を制御することができる。 As described in detail above, according to the isolated DCDC converter of the present invention, the inductor current flowing through the inductor becomes less than the predetermined upper limit based on the input voltage and the output voltage in the preparatory operation before starting operation. The switching section is controlled so as to regulate the input voltage and the output voltage. Therefore, in the isolated DCDC converter, the voltage of the smoothing capacitor can be controlled in a relatively short period of time within a predetermined operating time with a simpler configuration than in the prior art.

1 蓄電池
2 絶縁型DCDC変換装置
3 DCACインバータ装置
4 電力系統(又は負荷)
5 太陽電池
6 DCDC変換装置
7,8 スイッチング回路
9 スイッチング部
10 制御部
11,12 電圧検出部
13 電流検出部
C1,C2 平滑コンデンサ
D1~D8 逆導通用ダイオード
L インダクタ
L1 一次巻線
L2 二次巻線
Q1~Q8 スイッチング素子
SW1,SW2 スイッチ
T11~T14 端子
TR 絶縁用トランス
1 Storage Battery 2 Insulated DCDC Converter 3 DCAC Inverter 4 Power System (or Load)
5 Solar cell 6 DCDC converters 7, 8 Switching circuit 9 Switching unit 10 Control units 11, 12 Voltage detection unit 13 Current detection unit C1, C2 Smoothing capacitors D1 to D8 Reverse conducting diode L Inductor L1 Primary winding L2 Secondary winding Lines Q1 to Q8 Switching elements SW1 and SW2 Switches T11 to T14 Terminal TR Insulating transformer

Claims (6)

入力電圧を平滑化する第1のコンデンサを含む第1の平滑部と、
絶縁用トランスとインダクタと前記絶縁用トランスの一次側のスイッチング回路と、前記絶縁用トランスの二次側のスイッチング回路とで構成されたスイッチング部であって、前記平滑化された電圧をスイッチングして所定の出力電圧に電力変換するスイッチング部と、
前記電力変換された出力電圧を平滑化する第2のコンデンサを含む第2の平滑部と、
前記スイッチング部を運転開始前の準備動作を制御する制御部とを備えた絶縁型DCDC変換装置であって、
前記制御部は、運転開始前の準備動作において、前記入力電圧及び前記出力電圧に基づいて、前記インダクタに流れるインダクタ電流が所定の上限値未満となるように、前記入力電圧及び前記出力電圧を調整するように前記スイッチング部を制御する、
絶縁型DCDC変換装置。
a first smoothing unit including a first capacitor for smoothing an input voltage;
A switching unit composed of an insulating transformer, an inductor, a switching circuit on the primary side of the insulating transformer, and a switching circuit on the secondary side of the insulating transformer, and switches the smoothed voltage. a switching unit that converts power to a predetermined output voltage;
a second smoothing unit including a second capacitor for smoothing the power-converted output voltage;
An insulated DCDC converter comprising a control unit that controls a preparatory operation before starting operation of the switching unit,
The control unit adjusts the input voltage and the output voltage based on the input voltage and the output voltage in a preparatory operation before starting operation so that an inductor current flowing through the inductor is less than a predetermined upper limit value. controlling the switching unit to
Insulated DCDC converter.
前記運転開始前の準備動作は、
(1)前記出力電圧を故障診断に必要な電圧まで充電する故障診断処理と、
(2)前記出力電圧を絶縁診断に必要な電圧まで充電する絶縁診断処理と、
(3)前記第1の平滑部を蓄電池と接続する前の処理であって、前記出力電圧を前記蓄電池の定格電圧まで充電する電圧調整処理と、
(4)前記出力電圧を前記スイッチング部の動作に必要な電圧まで充電する電圧調整処理と、
のうちのいずれかである、
請求項1に記載の絶縁型DCDC変換装置。
The preparatory operation before starting operation includes:
(1) failure diagnosis processing for charging the output voltage to a voltage required for failure diagnosis;
(2) insulation diagnosis processing for charging the output voltage to a voltage required for insulation diagnosis;
(3) a voltage adjustment process of charging the output voltage to the rated voltage of the storage battery, which is a process before connecting the first smoothing unit to the storage battery;
(4) voltage adjustment processing for charging the output voltage to a voltage required for operation of the switching unit;
is either
The isolated DCDC converter according to claim 1.
前記制御部は、
(1)前記出力電圧が目標の電圧範囲になるまで前記インダクタ電流が所定の上限値になるような位相シフト量で前記スイッチング部を降圧スイッチングで動作させ、前記出力電圧が前記上限値未満であれば、前記スイッチング部を降圧スイッチングで動作させ、
(2)前記スイッチング部を降圧スイッチングで動作中ではなく、もしくは降圧スイッチングで動作中であっても前記出力電圧が上限値未満でないとき、前記スイッチング部を昇圧スイッチングで動作させる、
ように制御する、
請求項1又は2に記載の絶縁型DCDC変換装置。
The control unit
(1) Operate the switching unit by step-down switching with a phase shift amount such that the inductor current becomes a predetermined upper limit until the output voltage reaches the target voltage range, and the output voltage is less than the upper limit. For example, the switching unit is operated by step-down switching,
(2) operating the switching unit with step-up switching when the switching unit is not operating with step-down switching, or when the output voltage is not less than the upper limit value even if the switching unit is operating with step-down switching;
to control,
3. The insulated DCDC converter according to claim 1 or 2.
請求項1~3のうちのいずれか1つに記載の絶縁型DCDC変換装置と、
前記絶縁型DCDC変換装置から出力される出力電圧を交流電圧に変換するDCACインバータ装置とを備えたことを特徴とする電力変換システム。
an isolated DCDC converter according to any one of claims 1 to 3;
A power conversion system comprising: a DCAC inverter device that converts an output voltage output from the insulated DCDC conversion device into an AC voltage.
請求項4に記載の電力変換システムであって、
前記電力変換システムは、
太陽電池から出力される入力電圧を所定の出力電圧に変換して、前記絶縁型DCDC変換装置又は前記DCACインバータ装置に出力するDCDC変換装置をさらに備えたことを特徴とする電力変換システム。
The power conversion system according to claim 4,
The power conversion system is
A power conversion system, further comprising a DCDC conversion device that converts an input voltage output from a solar cell into a predetermined output voltage and outputs the output voltage to the insulated DCDC conversion device or the DCAC inverter device.
入力電圧を平滑化する第1のコンデンサを含む第1の平滑部と、
絶縁用トランスとインダクタと前記絶縁用トランスの一次側のスイッチング回路と、前記絶縁用トランスの二次側のスイッチング回路とで構成されたスイッチング部であって、前記平滑化された電圧をスイッチングして所定の出力電圧に電力変換するスイッチング部と、
前記電力変換された出力電圧を平滑化する第2のコンデンサを含む第2の平滑部と、
前記スイッチング部を運転開始前の準備動作を制御する制御部とを備えた絶縁型DCDC変換装置の制御方法であって、
前記制御部が、運転開始前の準備動作において、前記入力電圧及び前記出力電圧に基づいて、前記インダクタに流れるインダクタ電流が所定の上限値未満となるように、前記入力電圧及び前記出力電圧を調整するように前記スイッチング部を制御するステップを含む、
絶縁型DCDC変換装置の制御方法。
a first smoothing unit including a first capacitor for smoothing an input voltage;
A switching unit composed of an insulating transformer, an inductor, a switching circuit on the primary side of the insulating transformer, and a switching circuit on the secondary side of the insulating transformer, and switches the smoothed voltage. a switching unit that converts power to a predetermined output voltage;
a second smoothing unit including a second capacitor for smoothing the power-converted output voltage;
A control method for an insulated DCDC converter comprising a control unit for controlling a preparatory operation before starting operation of the switching unit,
The control unit adjusts the input voltage and the output voltage based on the input voltage and the output voltage in a preparatory operation before starting operation so that an inductor current flowing through the inductor is less than a predetermined upper limit value. controlling the switching unit to
A control method for an insulated DCDC converter.
JP2021179716A 2021-11-02 2021-11-02 Insulation type dc/dc conversion device, control method therefor, and power conversion system Pending JP2023068531A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021179716A JP2023068531A (en) 2021-11-02 2021-11-02 Insulation type dc/dc conversion device, control method therefor, and power conversion system
PCT/JP2022/039143 WO2023079972A1 (en) 2021-11-02 2022-10-20 Isolated dc-dc conversion device, control method therefor, and power conversion system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021179716A JP2023068531A (en) 2021-11-02 2021-11-02 Insulation type dc/dc conversion device, control method therefor, and power conversion system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023068531A true JP2023068531A (en) 2023-05-17
JP2023068531A5 JP2023068531A5 (en) 2024-05-07

Family

ID=86240957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021179716A Pending JP2023068531A (en) 2021-11-02 2021-11-02 Insulation type dc/dc conversion device, control method therefor, and power conversion system

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2023068531A (en)
WO (1) WO2023079972A1 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5208374B2 (en) * 2006-04-18 2013-06-12 シャープ株式会社 Grid interconnection power conditioner and grid interconnection power system
JP5705178B2 (en) * 2012-07-30 2015-04-22 三菱電機株式会社 Power conversion device, power supply switching device, house, and power conversion method
JP6922784B2 (en) * 2018-02-26 2021-08-18 オムロン株式会社 Power converter and power conversion system
JP2020202708A (en) * 2019-06-13 2020-12-17 株式会社明電舎 Insulation type dc-dc converter

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023079972A1 (en) 2023-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2387819B1 (en) Electric power converter
JP5575235B2 (en) Power converter
US10541549B2 (en) Power supply apparatus
US8670258B2 (en) Power supply device
CN101064438B (en) Uninterruption power supply capable of providing sine wave output AC voltage
JP6771156B2 (en) Power converter
JP6157388B2 (en) Bidirectional DCDC converter
WO2005057768A1 (en) Dc/dc converter
US20170358987A1 (en) Power supply device
JP6012822B1 (en) Power converter
US9209698B2 (en) Electric power conversion device
US9973073B2 (en) Voltage conversion device that ensures supply of power to a controller even if the input voltage decreases
US7098558B2 (en) Starting circuit for power-converting apparatus
US11296608B2 (en) Electric-power conversion apparatus
JP2022124673A (en) DC-DC converter and vehicle
WO2023079972A1 (en) Isolated dc-dc conversion device, control method therefor, and power conversion system
US7952338B2 (en) Boost DC/DC converter
JP7189191B2 (en) power control unit
US20220181982A1 (en) Voltage conversion device
JP7415703B2 (en) DC uninterruptible power supply and control method for DC uninterruptible power supply
WO2022234784A1 (en) Power converter
US20220173666A1 (en) Voltage conversion device
EP4329172A1 (en) Power factor correction stage, controller and method of controlling a power factor correction stage
US20210234453A1 (en) Power conversion apparatus
JP2023068531A5 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240424